1932. május 20-án indult el egy kétmotoros Lockheed Vega repülőgéppel Új-Fundlandból (Kanada), hogy egyedül repülje át az Atlanti-óceánt. A repülés nem volt könnyű. Az üzemanyag beszivárgott a vezetőfülkébe, a magasságmérő elromlott és viharos szél dobálta a gépet. Egyszer rövid időn belül 900 métert zuhant a gép és pörögni kezdett. Mindezek ellenére elérte Írország partjait és sikeresen leszállt a 15 órás út után. Lindbergh úttörő repülése óta ez volt a második ilyen repülés.

Earhart 3200 kilométeres női távolsági rekordot is felállított. Az út után Earhart a világ egyik legismertebb asszonya lett. Az útról könyvet írt The Fun of It címmel (kb. „ez a móka benne”), ami tovább erősítette hírnevét közvetlen, humoros stílusa miatt. Következő hőstette az volt, hogy 1932. augusztus 24-25-én keresztülrepült az Amerikai Egyesült Államok felett, Kaliforniából indult és New Jersey-be érkezett meg. Az út kevéssel több volt, mint 19 óra, ami szintén rekord volt. A rákövetkező évben Earhart megismételte az utat, ezúttal két órával kevesebb idő alatt. 1935-ben az első pilóta volt, aki Hawaii-ból Kaliforniába repült egyedül. Még abban az évben megállás nélküli repüléssel elsőként tette meg a Los Angeles és Mexikóváros közötti utat, majd néhány héttel később az első repülést Mexikóváros és Newark között (New Jersey).

Earhart és navigátora, Fred Noonan 1937. június 1-jén Miamiből (Florida állam) szálltak fel és délkeleti irányban kezdték meg az utazást. Brazíliába repültek, majd északkeletre, Szenegál felé vették az irányt. Átrepültek az afrikai kontinens fölött (több helyen leszálltak), érintették az Arab-félsziget déli részét, majd Indiába érkeztek. Ezután délkelet felé fordultak, hogy elérjék Indonéziát. Új-Guinea Lae nevű helyére 1937. június 28-án érkeztek meg. Eddig közel 32 000 km-t tettek meg. A következő „ugrás” volt a legnagyobb: a Howland-sziget^[6] a Csendes-óceán közepén fekszik, 3500 km-re akkori helyüktől. Már a felszállás előtt technikai nehézségek akadtak, de az indulás mellett döntöttek, ami július 1-jén megtörtént.

Ahogy a sziget felé közeledtek, Earhart július 2-án rádión időjárásjelentést kért a sziget térségéről. A sziget közelében vihar volt. Még néhány rádióüzenet érkezett, köztük az elsőben Earhart alacsony üzemanyagszintet jelentett. Az utolsó üzenet helyi idő szerint délelőtt 8:45-kor érkezett. A repülőgép azonban soha nem érkezett meg a szigethez.